簡(jiǎn)介
操作系統(tǒng)能夠維持最佳可靠性和最佳性能非常重要。Windows 2000 操作系統(tǒng)通過(guò)稱(chēng)為“磁盤(pán)碎片整理程序”的內(nèi)置系統(tǒng)工具來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。磁盤(pán)碎片整理程序通過(guò) Microsoft Corporation 和 Executive Software International 之間的相互協(xié)作開(kāi)發(fā)而成。繼續(xù)看下去可了解有關(guān)磁盤(pán)碎片和碎片整理，及磁盤(pán)碎片整理程序如何支持維護(hù)磁盤(pán)效率方面的更多信息。
碎片類(lèi)型
碎片是由于創(chuàng)建和刪除文件及文件夾、安裝新軟件、從 Internet 下載文件所致。計(jì)算機(jī)不必在硬盤(pán)的一個(gè)空間中保存整個(gè)文件和文件夾，它們保存在首先可用的空間中。在大部分硬盤(pán)空間使用后，多數(shù)后續(xù)的文件和文件夾將在整個(gè)卷中保存為幾段。(在此論述中，術(shù)語(yǔ)磁盤(pán)和卷經(jīng)常互換使用。) 當(dāng)刪除文件或文件夾后，隨后空出的空間被新儲(chǔ)存的文件隨機(jī)填充。這就是碎片產(chǎn)生的過(guò)程。卷的碎片越多，計(jì)算機(jī)文件的輸入和輸出性能就會(huì)越低。磁盤(pán)碎片主要有兩種類(lèi)型： 文件碎片和可用空間碎片。
文件碎片
文件的所有部分儲(chǔ)存在磁盤(pán)的一個(gè)位置中稱(chēng)為“連續(xù)”。如果一個(gè)文件不是連續(xù)的，則被分散到磁盤(pán)各處形成多塊碎片。所有 Windows NT 和 Windows 2000 文件類(lèi)型(文件分配表 (FAT) 和 NTFS 文件系統(tǒng) (NTFS))都容易產(chǎn)生碎片。
產(chǎn)生文件碎片后，由于磁頭在讀取分散的文件部分時(shí)需要花費(fèi)更多的時(shí)間在磁盤(pán)不同點(diǎn)來(lái)回移 動(dòng)，從而降低了磁盤(pán)的性能。這是系統(tǒng)性能逐漸降低的主要原因—也是讀取和重新開(kāi)機(jī)時(shí)間延長(zhǎng)的特定原因。
可用空間碎片
一個(gè)局部充滿的磁盤(pán)包含有未使用的空間，即我們所說(shuō)的可用空間。理想情況下，此空間應(yīng)為硬盤(pán)上的一些連續(xù)可用部分。我們有可用空間是件好事，但是若被分割成碎片就不怎么樣了�？捎每臻g碎片指文件空間被分為多段，而沒(méi)有連接在一起。對(duì)此碎片類(lèi)型，由于磁頭要在硬盤(pán)上不同的點(diǎn)進(jìn)行移 動(dòng)來(lái)查找可用空間，然后寫(xiě)入文件，從而降低了硬盤(pán)性能。產(chǎn)生碎片的可用空間在文件大于要寫(xiě)入的硬盤(pán)空間時(shí)，還會(huì)增加文件破碎(形成文件碎片)的可能性。
分析碎片整理
碎片整理是將非連續(xù)文件重新寫(xiě)到硬盤(pán)連續(xù)扇區(qū)的過(guò)程，其結(jié)果可以增加數(shù)據(jù)存取和檢索的速度。由于 FAT 和 NTFS 磁盤(pán)可能隨著時(shí)間的流逝而退化并產(chǎn)生更多的碎片，因此進(jìn)行碎片整理來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)性能非常重要。
碎片分析研究
系統(tǒng)是如何形成碎片的？ 1999 年 6 月，加利福尼亞 Irvine 的 American Business Research Corporation 對(duì)碎片進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在 100 個(gè)未使用碎片整理程序的企業(yè)辦公室中，有 50% 的被調(diào)查者，其服務(wù)器文件具有 2,000 到 10,000 塊碎片—另有 33% 的被調(diào)查者，其文件被分割成 10,333 到 95,000 塊。各種情況的結(jié)果相似： 服務(wù)器和工作站的性能明顯降低。
好管家
即便是新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生因加載操作系統(tǒng)而形成文件和可用空間碎片的情況�？梢酝ㄟ^(guò)在新機(jī)器上加載操作系統(tǒng)，然后運(yùn)行磁盤(pán)碎片整理程序的分析功能來(lái)對(duì)此進(jìn)行測(cè)試(如下所述)。
對(duì)于個(gè)人用戶，應(yīng)在加載操作系統(tǒng)之后即運(yùn)行磁盤(pán)碎片整理程序，然后定期進(jìn)行人工檢查。根據(jù)正在進(jìn)行的工作類(lèi)型，確定碎片整理的時(shí)間—切記計(jì)算機(jī)的一般及日常使用會(huì)產(chǎn)生碎片。應(yīng)考慮在壓縮及解壓文件和安裝操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序之后進(jìn)行碎片整理。通常，對(duì)中度和繁重的使用情況，可每星期進(jìn)行一次碎片整理，斷斷續(xù)續(xù)的使用可減少整理頻率。
在確定是否要進(jìn)行磁盤(pán)碎片整理之前，可用磁盤(pán)碎片整理程序?qū)Υ疟P(pán)進(jìn)行分析。磁盤(pán)分析之后，會(huì)顯示一對(duì)話框提示您卷中碎片文件和文件夾的比例并建議您采取一系列行動(dòng)。定期分析卷并在“磁盤(pán)碎片整理程序”建議進(jìn)行碎片整理時(shí)實(shí)施操作。
對(duì)于所有基于 Windows 2000 的服務(wù)器和工作站應(yīng)定期進(jìn)行磁盤(pán)分析和碎片整理，以確保磁盤(pán)以最佳狀態(tài)運(yùn)行。
安全的碎片整理
在 Windows NT 的開(kāi)發(fā)階段，開(kāi)發(fā)了碎片整理應(yīng)用程序編程接口 (API)，并將其內(nèi)置到 Windows NT 中，以確保在操作系統(tǒng)運(yùn)行的同時(shí)，可以安全移 動(dòng)文件(不會(huì)發(fā)生丟失數(shù)據(jù)、系統(tǒng)崩潰或遭到破壞的情況)。在 Windows 2000 中，Microsoft 進(jìn)一步完善、測(cè)試和認(rèn)證了這些碎片整理 API，確保使用 Windows 2000 創(chuàng)建的文件可以毫無(wú)風(fēng)險(xiǎn)地進(jìn)行碎片整理。
磁盤(pán)碎片整理的執(zhí)行過(guò)程
為確保防止數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)崩潰和文件破壞，Windows 2000 磁盤(pán)碎片整理程序可以和文件系統(tǒng)及 API 一起使用。
磁盤(pán)碎片整理程序可以通過(guò)以下操作優(yōu)化磁盤(pán)并保持磁盤(pán)的高效運(yùn)行：
1、查找整個(gè)磁盤(pán)中每個(gè)文件的碎片。
2、將其連續(xù)復(fù)制到一個(gè)新位置。
3、確保該副本是原件的精確復(fù)制。
4、更新主文件表 (MFT)，以便設(shè)置新文件的位置。
5、取消分配原位置并將其重新劃分為可用空間。
謹(jǐn)記事項(xiàng)
是文件系統(tǒng)而不是磁盤(pán)碎片整理程序負(fù)責(zé)所有的數(shù)據(jù)移 動(dòng)。
API 不支持 MFT、頁(yè)面文件、FAT 目錄，或獨(dú)占使用打開(kāi)文件(如 Windows 注冊(cè)表)的碎片整理。
NTFS 目錄可在 Windows 2000 中進(jìn)行碎片整理。
磁盤(pán)碎片整理過(guò)程的要素
要維持磁盤(pán)的高效運(yùn)行，需了解和控制以下幾個(gè)關(guān)鍵部分： 主文件表、頁(yè)面文件、休眠文件和目錄。
主文件表
NTFS 中包含一個(gè)稱(chēng)為主文件表 (MFT) 的文件。MFT 是一個(gè)映射磁盤(pán)中儲(chǔ)存的所有對(duì)象的索引文件。在 MFT 中，NTFS 磁盤(pán)上的每個(gè)文件(包括 MFT 自身)至少有一映射項(xiàng)。MFT 中的各項(xiàng)包含如下數(shù)據(jù)： 大小、時(shí)間及時(shí)間戳、安全屬性和數(shù)據(jù)位置。
一但 MFT 產(chǎn)生碎片，磁盤(pán)碎片整理程序無(wú)法對(duì)其進(jìn)行碎片整理。但是，由于可以持續(xù)使用 MFT 來(lái)存取磁盤(pán)上所有的其它文件，因此它也會(huì)逐漸形成碎片，從而導(dǎo)致磁盤(pán)存取時(shí)間加長(zhǎng)，降低磁盤(pán)性能。NTFS 通過(guò)保留 1/8 的磁盤(pán)空間留作 MFT 專(zhuān)用而將此影響降至最低。磁盤(pán)的此區(qū)域(稱(chēng)為 MFT 區(qū)域)盡可能在 MFT 增加時(shí)保持其連續(xù)性。
頁(yè)面文件
頁(yè)面文件是 Windows 2000 用來(lái)從或向隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM) 交換數(shù)據(jù)的磁盤(pán)空間。當(dāng)存儲(chǔ)器所需空間超出物理 RAM 總數(shù)時(shí)，虛擬內(nèi)存管理器將 RAM 中儲(chǔ)存的最早的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到頁(yè)面文件。這樣使 RAM 可以用于優(yōu)先級(jí)更高的使用中。如果頁(yè)面文件形成碎片，可能會(huì)由于磁盤(pán)輸入和輸出次數(shù)增加而嚴(yán)重影響磁盤(pán)性能。
當(dāng) Windows 2000 啟動(dòng)后，磁盤(pán)空間被分配給 MFT 和頁(yè)面文件，供其專(zhuān)用。了解啟用安全碎片整理的 API 不支持這些文件的移 動(dòng)非常重要，此時(shí)這些文件無(wú)法安全移 動(dòng)。因此，建議 MFT 和頁(yè)面文件要在沒(méi)有運(yùn)行 Windows 2000 時(shí)進(jìn)行碎片整理。但是，由于此方法超出了日常碎片整理的范圍，標(biāo)準(zhǔn)的解決方案是在啟動(dòng)期間，使用第三方企業(yè)級(jí)碎片整理程序來(lái)整理 MFT 和頁(yè)面文件的碎片。
休眠文件
休眠文件是計(jì)算機(jī)關(guān)閉時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的磁盤(pán)空間。由于休眠文件的位置是在啟動(dòng)過(guò)程的最初階段確定的，故不可以移 動(dòng)。但是，它可以在啟動(dòng)時(shí)使用第三方企業(yè)級(jí)碎片整理程序進(jìn)行碎片整理。
目錄
目錄也可能形成碎片，從而增加存取文件所需的時(shí)間。NTFS 上的 Windows 2000 目錄可以在操作系統(tǒng)運(yùn)行期間進(jìn)行碎片整理。但是，F(xiàn)AT 目錄只能在啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行碎片整理。
Windows 2000 磁盤(pán)碎片整理程序
磁盤(pán)碎片整理是一個(gè)壓縮的手動(dòng)系統(tǒng)工具，它支持 FAT 16、FAT 32 和 NTFS(支持壓縮和加密文件)。其中包括一個(gè)分析程序，用來(lái)說(shuō)明磁盤(pán)碎片的程度�！胺治鲲@示”說(shuō)明碎片整理之前的磁盤(pán)狀況，而“碎片整理顯示”表明磁盤(pán)整理后的情況。對(duì)于個(gè)人用戶，“磁盤(pán)碎片整理程序”完全可以滿足維護(hù)高水平磁盤(pán)性能作業(yè)的需要。
使用“磁盤(pán)碎片整理程序”
“磁盤(pán)碎片整理程序”簡(jiǎn)單易用的界面提供了兩個(gè)磁盤(pán)管理選項(xiàng)： 分析和碎片整理。
圖1 分析和碎片整理選項(xiàng)
分析和碎片整理
“分析”是一個(gè)診斷工具，用來(lái)檢查所選磁盤(pán)的狀況，并顯示是否需要進(jìn)行磁盤(pán)碎片整理。下例中在使用了“分析”工具后，顯示不必對(duì)卷 (C:) 進(jìn)行碎片整理。如果需要對(duì)磁盤(pán)進(jìn)行碎片整理，消息框就會(huì)顯示相應(yīng)信息，僅需按 "Defragment" 按鈕，碎片整理過(guò)程就會(huì)自動(dòng)開(kāi)始。
圖2 “分析”消息框
無(wú)論是對(duì)卷進(jìn)行分析還是碎片整理，“磁盤(pán)碎片整理程序”每次僅能在一個(gè)卷上運(yùn)行，每個(gè)卷都要通過(guò)單擊進(jìn)行手動(dòng)選擇。選擇好卷和要執(zhí)行的操作后，該界面顯示一說(shuō)明磁盤(pán)當(dāng)前碎片狀態(tài)的圖形。
運(yùn)行“磁盤(pán)碎片整理程序”
以下步驟詳細(xì)說(shuō)明了使用“磁盤(pán)碎片整理程序”的過(guò)程：
1、單擊“開(kāi)始”，指向“附件”，“系統(tǒng)工具”并單擊“磁盤(pán)碎片整理程序”。
2、選擇要檢查碎片的卷。
3、單擊“分析”并等待消息框顯示是否需要進(jìn)行碎片整理。
4、如果需要進(jìn)行碎片整理，單擊“碎片整理”。
注意 盡管在“磁盤(pán)碎片整理程序”對(duì)卷進(jìn)行碎片整理時(shí)，可以執(zhí)行其它任務(wù)，但不建議您這樣做。這是因?yàn)樗槠磉^(guò)程有可能降低整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。建議您在計(jì)算機(jī)完成當(dāng)天的使用后，運(yùn)行“磁盤(pán)碎片整理程序”。
5、當(dāng)碎片整理過(guò)程完成后，選擇下一個(gè)要進(jìn)行碎片整理的卷(如果有其它卷的話)，直至所有卷碎片整理及合并完畢。
了解顏色代碼顯示圖
“磁盤(pán)碎片整理”使用顏色代碼系統(tǒng)來(lái)顯示卷中不同文件類(lèi)型和可用空間的組織情況。碎片文件編為紅色，連續(xù)文件為藍(lán)色，系統(tǒng)文件(包括 MFT 和頁(yè)面文件)為綠色，可用空間為白色。顯示圖上每個(gè)顏色塊的大小代表每個(gè)文件元素在卷中占有空間的多少及其相對(duì)位置。
圖3 顏色代碼顯示圖
了解顏色代碼圖所代表的磁盤(pán)的“大概”狀況非常重要。實(shí)際上，每個(gè)象素行(72 個(gè)象素＝ 1英吋)通常代表數(shù)千個(gè)簇，其中有一些可能混合包含有碎片文件、連續(xù)文件、可用空間和系統(tǒng)文件。考慮到這一點(diǎn)，算法根據(jù)組成磁盤(pán)扇區(qū)(由各個(gè)象素行表示)的主要特定文件元素確定要顯示為什么顏色。另外，由于為近似表示，“磁盤(pán)碎片整理程序”顯示出略有偏差的磁盤(pán)狀況。
例如，如果所顯示的象素行代表 1000 個(gè)簇，其中的 51% 為連續(xù)，49% 為可用空間，則“磁盤(pán)碎片整理程序”將此段顯示為表示連續(xù)的藍(lán)色。結(jié)果隱藏了可用空間，并使顯示圖上的可用空間總數(shù)似乎遠(yuǎn)小于 Windows 資源管理器所報(bào)告的實(shí)際數(shù)量。但是，磁盤(pán)碎片整理成功后，顏色顯示將表示出更為準(zhǔn)確的磁盤(pán)狀況，所代表的可用空間數(shù)也更為準(zhǔn)確。
碎片整理需要磁盤(pán)上有足夠的空間
如果要進(jìn)行碎片整理的磁盤(pán)中碎片已經(jīng)非常嚴(yán)重，則該磁盤(pán)上可能沒(méi)有足夠的空間來(lái)運(yùn)行碎片整理過(guò)程。這是因?yàn)樵谠写貥?biāo)記為可用之前，要在碎片整理后的新位置對(duì)碎片整理過(guò)的文件進(jìn)行完整備份。
磁盤(pán)碎片整理之后，“磁盤(pán)碎片整理程序”可能仍會(huì)報(bào)告： "It is recommended that you defragment this disk."(建議您對(duì)該磁盤(pán)進(jìn)行碎片整理。) 這表示磁盤(pán)上的可用空間太少，無(wú)法有效執(zhí)行碎片整理程序。此時(shí)，應(yīng)進(jìn)行如下操作：
.從磁盤(pán)中臨時(shí)刪除一些大型文件。
.刪除不再需要的文件。
計(jì)算所需的可用空間
如上所述，在描述主文件表的扇區(qū)中，磁盤(pán)的 1/8 分配給 MFT 區(qū)域。雖然該區(qū)域被標(biāo)為可用空間，但僅被 Windows 2000 保留為 MFT 專(zhuān)用。當(dāng)進(jìn)行碎片整理時(shí)，“磁盤(pán)碎片整理程序”無(wú)法將文件移至 MFT 區(qū)域以利用該空間。因此當(dāng)計(jì)算碎片整理的可用空間總數(shù)時(shí)，必須從 Windows 資源管理器所報(bào)告的可用空間中減去 12%。建議使 NTFS 格式磁盤(pán)保留有 30% 的可用空間，以確保有足夠空間用于有效的碎片整理。
總結(jié)
文件碎片可能對(duì)操作系統(tǒng)的速度和性能造成負(fù)面影響。為了保持使用 Windows 2000 時(shí)的最佳性能，應(yīng)定期對(duì)磁盤(pán)狀況進(jìn)行分析(對(duì)于中度和繁重使用的情況最好每周一次，斷續(xù)使用情況可以減少頻率)并按需要進(jìn)行碎片整理。
“磁盤(pán)碎片整理程序”主要用于單機(jī)和具有管理員權(quán)限的用戶， 而不用于網(wǎng)絡(luò)碎片整理。需要網(wǎng)絡(luò)控制、自動(dòng)計(jì)劃、和對(duì)多個(gè)分區(qū)以及 MFT 和分頁(yè)文件同時(shí)進(jìn)行碎片整理功能的管理員，應(yīng)考慮升級(jí)為可在網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的第三方碎片整理程序。
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